Biomass Chemical Engineering ›› 2023, Vol. 57 ›› Issue (2): 62-70.doi: 10.3969/j.issn.1673-5854.2023.02.008
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Zhenglong XUE1, Guanhua WANG1,*(), Hao SUN1, Yunli ZHAO1, Chuanling SI1, Hongyu JIA2
Received:
2022-03-15
Online:
2023-03-30
Published:
2023-03-28
Contact:
Guanhua WANG
E-mail:ghwang@tust.edu.cn
CLC Number:
Zhenglong XUE, Guanhua WANG, Hao SUN, Yunli ZHAO, Chuanling SI, Hongyu JIA. Research Status and Development Trend of Bio-based Dust Suppressants[J]. Biomass Chemical Engineering, 2023, 57(2): 62-70.
Table 1
Starch-based dust suppressant"
抑尘剂 | 主要原料 | 辅料 | 特点 | 文献 |
dust suppressant | main raw materials | accessories | features | ref. |
淀粉基抑尘固化剂 | 氧化改性淀粉 | — | 渗透性好,有利于对煤的润湿性 | [ |
环境友好型抑尘剂 | 改性羧甲基淀粉 | 丙烯酸、丙烯酰胺、丙三醇 | 保水性、抗振荡性及抗风蚀性能都较好 | [ |
抑尘剂溶液 | 改性马铃薯淀粉 | 明胶、甘油 | 可与粉尘颗粒紧密结合,在自然条件下60 d后,降解率高达82% | [ |
煤炭抑尘剂 | 羟丙基淀粉醚 | 羧乙基纤维素钠 | 羟基经交联后形成复杂网络结构,抑尘固化层稳定性好 | [ |
淀粉基可生物降解抑尘剂 | 改性淀粉 | 软膜型单体、高分子聚合物 | 保水性良好, 在室温下100 h后, 喷洒抑尘剂的土壤仍有20%水分 | [ |
Table 2
Cellulose-based dust suppressants"
抑尘剂 | 主要原料 | 辅料 | 特点 | 文献 |
dust suppressant | main raw materials | accessories | features | ref. |
团聚-胶结抑尘剂 | 羟乙基纤维素 | 丙烯酰胺、丙烯酸 | 抑尘颗粒在潮湿环境下能够有效粘结,并具有良好的流动性 | [ |
新型可降解纳米纤维素抑尘剂 | 花生壳纳米纤维素 | 二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、丙烯酸(AA)、丙三醇 | 抑尘效果良好,大大节约原料成本 | [ |
纤维素基抑尘剂 | 玉米秸秆纤维素、聚乙烯醇 | 氢氧化铝、甘油 | 天然原料无污染、价格低廉、成膜性能好、抗压性能好 | [ |
膜型抑尘剂 | 纤维素醚 | 海藻酸盐、无水氯化钙 | 在砂土表面形成的膜强度高,保水吸湿性好 | [ |
凝聚粘结型抑尘剂 | 羟乙基纤维素、聚丙烯酰胺 | 衣康酸、单十二烷基磷酸酯钾 | 形成的壳膜遇水后可溶胀成凝胶,防止被雨水破坏 | [ |
Table 3
Lignin-based dust suppressants"
抑尘剂 | 主要原料 | 辅料 | 特点 | 文献 |
dust suppressant | main raw materials | accessories | features | ref. |
分级木质素磺酸盐抑尘溶液 | 木质素磺酸盐 | — | 高分子质量木质素磺酸盐抑尘溶液抑尘效果更好,在16 m/s的风速下,沙样失重率仅有0.64% | [ |
木质素磺酸钠接枝共聚物抑尘溶液 | 木质素磺酸钠 | 丙烯酸钠、过硫酸钾 | 与沙粒结合紧密并形成粘结物质,抗压、抗风蚀性能优良 | [ |
水溶性扬尘抑制剂 | 木质素磺酸钙 | 丙烯酰胺 | 具有较强的保水性能,所形成的固化层具有较高的硬度 | [ |
高效、环保抑尘剂 | 木质素磺酸钠 | 丙烯酸单体、氯化钙、四硼酸钠、甲基硅酸钠 | 抑尘剂防水性较好,2 min的水蚀率为2.1% | [ |
1 | 赵其国, 黄国勤, 马艳芹. 中国生态环境状况与生态文明建设[J]. 生态学报, 2016, 36 (19): 6328- 6335. |
2 | 张玮, 唐晓青, 孙玉娟. 简述大气污染对人体健康的危害及治理对策[C]//河北省环境科学学会环境与健康论坛暨2008年学术年会论文集: 环境与健康, 2008: 304-309. |
3 | 白向兵, 刘建, 闫英桃, 等. 城市扬尘污染和抑尘剂研究现状及展望[J]. 陕西理工学院学报(自然科学版), 2005, 21 (4): 43- 46. |
4 | 冯跃武, 陈杰. 城市扬尘污染防治初探[J]. 能源与节能, 2011, (4): 40- 41.40-41, 45 |
5 | 王瑞芳. 城市建筑施工扬尘污染治理对策和措施[J]. 科技信息, 2011, (15): 780. |
6 | 张月帆, 陈建华, 李冬, 等. 道路扬尘控制措施及其效率评估研究进展[J]. 环境工程技术学报, 2021, 11 (5): 845- 854. |
7 | 赵瞻. 塔吊喷雾降尘施工工法的研究[J]. 城市建筑, 2019, 16 (35): 116- 119. |
8 | 杨静, 刘丹丹, 祝秀林, 等. 化学抑尘剂的研究进展[J]. 化学通报, 2013, 76 (4): 346- 353. |
9 | 宋礼慧. 抑尘剂的应用研究进展[J]. 盐业与化工, 2019, 48 (7): 7- 9. |
10 | 王艺, 张建, 王培齐, 等. 抑尘剂的研究应用现状及发展趋势分析[J]. 砖瓦, 2020, (10): 93- 94. |
11 | 孙鹏程. 城市建筑施工扬尘污染治理对策和措施[J]. 建筑工程技术与设计, 2015, (32): 580. |
12 | 张莉. 道路抑尘剂的应用及研究进展[J]. 广东化工, 2017, 44 (5): 110- 111. |
13 |
PARVEJ S , NAIK D L , SAJID H U , et al. Fugitive dust suppression in unpaved roads: State of the art research review[J]. Sustainability, 2021, 13 (4): 2399- 2421.
doi: 10.3390/su13042399 |
14 |
MEDEIROS M A , LEITE C , LAGO R M . Use of glycerol by-product of biodiesel to produce an efficient dust suppressant[J]. Chemical Engineering Journal, 2012, 180, 364- 369.
doi: 10.1016/j.cej.2011.11.056 |
15 | KONDRASHEVA N K , ZYRIANOVA O V , KIREEVA E V , et al. Refinery byproducts in dust suppression and the prevention of rock adhesion and freezing at mines[J]. Coke & Chemistry, 2016, 59 (9): 338- 344. |
16 | 党亚茹, 李斗, 孙卫星. 抑尘剂的研究与应用[J]. 中国水运(下半月), 2021, 21 (6): 76- 77. |
17 | 曹晓锋, 高俊, 邹书慧, 等. 固尘剂的研究[J]. 内蒙古石油化工, 2008, 34 (20): 3- 4. |
18 | 肖红霞, 郑义. 复合型抑尘剂的制备研究[J]. 环境工程, 2011, 29 (1): 76- 79. |
19 | 魏光平, 侯凤才, 王乐平, 等. 国内外湿润型抑尘剂研究与应用[J]. 中国矿业, 2007, (9): 90- 92. |
20 | 阎杰, 谢军, 陈聪, 等. 国内外化学抑尘剂研究进展及应用前景[J]. 河北建筑工程学院学报, 2017, 35 (3): 123- 125.123-125, 133 |
21 | 常婷, 程芳琴. 表面活性剂在化学抑尘中的应用[J]. 科技情报开发与经济, 2009, 19 (11): 122- 124. |
22 | 程淑艳, 程芳琴, 常婷. 润湿性煤尘抑制剂在火电厂中的应用研究[J]. 电力学报, 2012, 27 (6): 611- 614.611-614, 622 |
23 | 王磊, 刘泽常, 李敏, 等. 化学抑尘剂进展研究[J]. 有色矿冶, 2006, (增刊): 119- 120. |
24 | 王振宇. 微波聚合复合型抑尘剂的机理及性能研究[D]. 太原: 太原理工大学, 2019. |
25 | DIMIDA S , DEMITRI C , DE BENEDICTIS V M , et al. Genipin-cross-linked chitosan-based hydrogels: Reaction kinetics and structure-related characteristics[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2015, 28 (132): 42256- 42264. |
26 | 徐健, 刘长淼, 程宏伟, 等. 国内抑尘剂的应用及发展趋势[J]. 山东化工, 2021, 50 (19): 272- 275. |
27 | 蒋耀东, 张雪, 张雷, 等. 抑尘剂的研究应用现状及发展趋势[J]. 化工管理, 2017, (10): 145- 148. |
28 | 张辉建, 黄寅生, 何亚丽, 等. 高分子吸水性树脂的制备及灭火应用[J]. 消防科学与技术, 2018, 37 (9): 1242- 1244. |
29 | 艾封年, 张碧强. 复合型道路抑尘剂在城市道路中的应用及经济分析研究[J]. 环境科学与管理, 2018, 43 (1): 122- 127. |
30 | 刘生玉, 苏立红, 郭建英, 等. 散料表层渗透固化机理及技术应用研究[J]. 煤炭学报, 2011, 36 (增刊): 125- 130. |
31 | 来水利, 李玉珍, 蔡垒, 等. 改性羧甲基淀粉抑尘剂的微波制备及其应用[J]. 应用化工, 2019, 48 (2): 350- 353.350-353, 360 |
32 | HU Y , SHI L , SHAN Z , et al. Efficient removal of atmospheric dust by a suppressant made of potato starch, polyacrylic acid and gelatin[J]. Environmental Chemistry Letters, 2020, 18 (5): 1701- 1711. |
33 | 朱开金, 朱鹏宇, 谭俊华, 等. 羟基淀粉煤炭抑尘剂的制备及性能表征[J]. 中国矿业, 2015, 24 (7): 145- 148. |
34 | 郑旭阳, 于泊蕖, 杨文雅, 等. 微波合成淀粉基可生物降解抑尘剂的特性研究[J]. 工业安全与环保, 2016, (5): 54- 56. |
35 | 陈慧, 冯国涛. 淀粉氧化基本特征[J]. 皮革科学与工程, 2005, 15 (4): 15- 19. |
36 | 罗立新. 淀粉氧化改性粘合剂发展现状及展望[J]. 包装工程, 2002, 23 (5): 65- 70. |
37 | 范柳萍. 多糖的性质分析与应用[J]. 粮油食品科技, 2021, 29 (3): 10- 14. |
38 | MA Y , ZHOU G , DING J , et al. Preparation and characterization of an agglomeration-cementing agent for dust suppression in open pit coal mining[J]. Cellulose, 2018, 25 (7): 4011- 4029. |
39 | 冯建平, 严国超, 王朋飞, 等. 新型可降解纳米纤维素抑尘剂的制备及特征分析[J]. 矿业研究与开发, 2020, 40 (7): 106- 110. |
40 | WANG H , NIE W , ZHANG H , et al. A synthesis of a dust suppressant using the cellulose extracted from maize straw[J]. Starch-Stärke, 2020, 72 (3/4): 1900187- 1900202. |
41 | 许玥, 熊峰. 建筑施工现场高强度膜型抑尘剂研制[J]. 工业安全与环保, 2019, 45 (4): 88- 91. |
42 | 周刚, 马云龙, 李帅龙, 等. 一种高分子凝聚粘结型抑尘剂及其制备方法: 中国CN10886507.0A[P]. 2018-11-23. |
43 | 伍琪, 朱红祥, 薛飞, 等. 纤维素基化学改性吸附材料研究进展[J]. 广西林业科学, 2020, 49 (4): 631- 640. |
44 | NAN S , WANG T , YAN X . Self-assembled supermolecular hydrogel based on hydroxyethyl cellulose: Formation, in vitro release and bacteriostasis application[J]. Carbohydrate Polymers, 2017, 172, 49- 59. |
45 | 胡益, 罗儒显. 瓜尔胶改性方法研究进展[J]. 广东化工, 2004, (6): 25- 27. |
46 | ZHANG H , NIE W , WANG H , et al. Preparation and experimental dust suppression performance characterization of a novel guar gum-modification-based environmentally-friendly degradable dust suppressant[J]. Powder Technology, 2018, 339, 314- 325. |
47 | 刘小莉, 曹春昱, 彭建军. 瓜尔胶的改性及其在造纸中的应用[J]. 中国造纸学报, 2009, 24 (1): 112- 117. |
48 | KIM D , QUINLAN M , YEN T F . Encapsulation of lead from hazardous CRT glass wastes using biopolymer cross-linked concrete systems[J]. Waste Management, 2009, 29 (1): 321- 328. |
49 | CHEN R , LEE I , ZHANG L Y . Biopolymer stabilization of mine tailings for dust control[J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2013, 139 (10): 1802- 1807. |
50 | 陈冰玉, 邸明伟. 木质素解聚研究新进展[J]. 高分子材料科学与工程, 2019, 35 (6): 157- 164. |
51 | 吴坤, 张世敏, 朱显峰. 木质素生物降解研究进展[J]. 河南农业大学学报, 2000, (4): 349- 354. |
52 | KING A M . Health dust monitoring at derlwyn opencast coal site[J]. Journal of Aerosol Science, 1997, 28 (2): 336. |
53 | LIU Y , NIE W , MU Y , et al. A synthesis and performance evaluation of a highly efficient ecological dust depressor based on the sodium lignosulfonate-acrylic acid graft copolymer[J]. RSC Advances, 2018, 8 (21): 11498- 11508. |
54 | 江昕昳, 王冠华, 杭家慧, 等. 超滤膜分级对木质素磺酸盐作为抑尘剂性能的影响[J]. 林产化学与工业, 2017, 37 (6): 133- 140. |
55 | 张佳音, 王冠华, 杭家慧, 等. 木质素磺酸钠接枝共聚物的制备与抑尘性能研究[J]. 中国造纸, 2019, 38 (6): 41- 46. |
56 | 马强, 王梅. 建筑工地扬尘抑制剂的制备与研究[J]. 工业安全与环保, 2014, (8): 61- 63. |
57 | 李凯崇, 杨柳, 蒋富强, 等. 改性木质素磺酸盐煤炭抑尘剂的制备与研究[J]. 环境工程, 2012, 30 (1): 66- 69. |
58 | 王骏, 王炜. 蛋白质动力学理论研究中的计算机模拟方法[J]. 物理学进展, 1997, (3): 289- 319. |
59 | 李艳杰, 孟越, 毕晓娇, 等. 一种生态友好型抑尘剂的制备与性能研究[J]. 科学与信息化, 2020, (21): 86- 89. |
60 | 罗瑞冬, 胡俊文, 罗运柏, 等. 大豆分离蛋白在露天煤堆上的抑尘作用[C]//中国化学会第十五届胶体与界面化学会议论文集(第五分会), 2015: 177. |
61 | 潘红卫, 王钰颖, 张志学. 露天煤场复合型抑尘剂的制备与特性研究[J]. 矿业研究与开发, 2020, 40 (4): 95- 99. |
62 | JIN H , NIE W , ZHANG Y , et al. Development of environmental friendly dust suppressant based on the modification of soybean protein isolate[J]. Processes, 2019, 7 (3): 165- 182. |
63 | JIN H , ZHANG Y , LI N , et al. Preparation and performance characterization of a new dust suppressant with a cross-linked network structure for use in open-pit coal mines[J]. Environmental Science and Pollution Research, 2022, 29 (5): 7001- 7013. |
64 | WHIFFIN V S. Microbial CaCO3 precipitation for the production of biocement[D]. Perth: Murdoch University, 2004. |
65 | 蒋耀东, 黄娟, 张雷, 等. 基于脲酶诱导碳酸钙沉淀的新型扬尘抑制剂[J]. 环境工程学报, 2017, 11 (9): 5097- 5103. |
66 | ZHU S , HU X , ZHAO Y , et al. Coal dust consolidation using calcium carbonate precipitation induced by treatment with mixed cultures of urease-producing bacteria[J]. Water, Air, & Soil Pollution, 2020, 231 (8): 8389- 8400. |
67 | 周刚, 苗彦平, 张宏, 等. 一种封装抑尘剂海藻酸钙自适应型微胶囊及其制备方法与生物基抑尘材料: 中国CN11358363.1A[P]. 2021-11-02. |
68 | 杨九江. 一种新型环保可降解的藻类生物抑尘剂及制备方法与应用: 中国CN11043780.2A[P]. 2019-11-12. |
69 | LIU Y , NIE W , JIN H , et al. Solidifying dust suppressant based on modified chitosan and experimental study on its dust suppression performance[J]. Adsorption Science & Technology, 2018, 36 (1/2): 640- 654. |
70 | 李俊杰, 郝亚飞, 周桂松, 等. 生物基复合型抑尘剂及其制备方法: 中国CN11004189.0A[P]. 2019-07-23. |
[1] | CAI Mengjie, RAO Jun, HU Yajie, SUN Dan, PENG Feng. Research Progress on Hydrothermal Synthesisand and Application of Biomass Porous Carbon Materials [J]. Biomass Chemical Engineering, 2023, 57(2): 79-88. |
[2] | Jianhua WANG, Sisi ZHANG, Yuting ZHUANG, Qiong XU, Dulin YIN. Research Progress on Heterogenous Catalytic Conversion of Furfural to γ-Valerolactone by One-pot Reaction [J]. Biomass Chemical Engineering, 2023, 57(1): 62-72. |
[3] | Qin CHENG, Ziyang WU, Yan MA, Jun YE, Weihong TAN. Research Progress on Hydrothermal Liquefaction of Lignocellulosic Fiber [J]. Biomass Chemical Engineering, 2023, 57(1): 84-98. |
[4] | Xinyue GAO, Shizhen YUAN, Junjie WENG, Pengbo ZHAO, Chang'an WANG, Defu CHE. Research Progress of NOx Control Technology in Biomass-fired Boiler [J]. Biomass Chemical Engineering, 2022, 56(6): 51-60. |
[5] | Tianhe WANG, Lin LIN, Jing LIU, Qiang ZHANG, Wenbiao XU, Junyou SHI. Research Progress of Heteroatom-doped Biomass-based Carbon Materials [J]. Biomass Chemical Engineering, 2022, 56(6): 71-80. |
[6] | Biao MA, Ru LI. Evaluation and Product Analysis of Large-scale Continuous Biomass Carbonization Equipment [J]. Biomass Chemical Engineering, 2022, 56(5): 43-50. |
[7] | Lei WANG, Xinyuan BI, Fei YE, Yibei LIU, Min WU, Peng LU. Research Progress of Biomass-based Porous Materials on Thermal Insulation Materials [J]. Biomass Chemical Engineering, 2022, 56(4): 58-66. |
[8] | Haohan JIANG, Shuangming LI, Sansan YU. Research Progress on Lignin Depolymerization and Liquid Phase Catalytic Degradation [J]. Biomass Chemical Engineering, 2022, 56(4): 67-76. |
[9] | Jurong REN, Yunhong SU, Hao YING, Yunjuan SUN, Wei XU, Hang YIN. Research Progress of Biomass Gasification for Hydrogen-rich Syngas [J]. Biomass Chemical Engineering, 2022, 56(3): 39-46. |
[10] | Hao SUN, Yunjuan SUN, Mingzhe MA, Kang SUN, Jianchun JIANG. Development Trend and Strategic Countermeasures of Forestry Resources Gasification, Heat Supply and Power Generation Industry [J]. Biomass Chemical Engineering, 2022, 56(2): 40-48. |
[11] | Haodong FAN, Dongwang ZHANG, Bin ZHAO, Man ZHANG, Yan JIN. Summary of Corrosion Characteristics and Inhibition Methods of Biomass Fluidized Bed [J]. Biomass Chemical Engineering, 2022, 56(1): 30-36. |
[12] | Meiling XIA, Yunpu WANG, Shumei ZHANG, Yuan ZENG, Yuhuan LIU, Roger RUAN. Research Progress on Comprehensive Utilization of Camellia oleifera Abel Shell [J]. Biomass Chemical Engineering, 2021, 55(6): 26-38. |
[13] | Yang LI, Kai LI, Zhenxi ZHANG, Shiyu FENG, Bin HU, Qiang LU. Research Progress on Catalytic Pyrolysis of Biomass with Alkaline Earth Metal Oxide-based Catalysts [J]. Biomass Chemical Engineering, 2021, 55(6): 39-48. |
[14] | Yanchun FU, Tengfei GAO, Liping ZHANG, Ruihong MENG, Yang YANG, Xiongwei LI. Advance on Bio-refining for the Production of Furfural [J]. Biomass Chemical Engineering, 2021, 55(6): 59-66. |
[15] | Junna BIAN, Jian CHEN, Guomin WU, Zhenwu KONG. Progress of Itaconic Acid Light Curable Resins [J]. Biomass Chemical Engineering, 2021, 55(5): 53-59. |
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